초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
○ OLED는 단분자를 이용한 진공증착법을 중심으로 상용화되고 있으나, 여전히 산화안정도 등의 문제로 인해 소재적 내구성이 결여되어 필수적인 encapsulation과 같은 수분 차단막 등의 추가 공정이 필요함
○ 더 나아가 이를 무기형태의 나노소재 기반 단위 소자 설계 및 TFT 회로 설계 등의 융합연구를 통해 디스플레이 백플레인을 위한 중대형화 및 장기안정성 연구가 필수적임
○ 융합연구를 통한 소자 공정에서 비접촉식 인쇄전자 공정 기술을 도입하여 유연성이 극대화된 기술을 확보하고, 생산성

□ 연구의 목적 및 내용
○ OLED는 단분자를 이용한 진공증착법을 중심으로 상용화되고 있으나, 여전히 산화안정도 등의 문제로 인해 소재적 내구성이 결여되어 필수적인 encapsulation과 같은 수분 차단막 등의 추가 공정이 필요함
○ 더 나아가 이를 무기형태의 나노소재 기반 단위 소자 설계 및 TFT 회로 설계 등의 융합연구를 통해 디스플레이 백플레인을 위한 중대형화 및 장기안정성 연구가 필수적임
○ 융합연구를 통한 소자 공정에서 비접촉식 인쇄전자 공정 기술을 도입하여 유연성이 극대화된 기술을 확보하고, 생산성 증가와 재료비용 절감을 통한 차세대 디스플레이의 기술력 우위를 선점 할 수 있는 전략 연구가 시급함
○ 본 연구에서는 나노입자 합성 기술 및 QDLED 단위소자 기술을 접목하여 무기형 나노소재 기반의 QDLET (quantum dots based light-emitting transistor)를 구현하여 원천기술을 확보함

□ 연구결과
○ Sol-gel 방법을 통해 ZnO 산화물 나노입자를 합성하여 ZnO 나노입자의 문제점인 oxygen vacancy를 제거하기 위해 표면개질 수행함
○ 표면개질된 ZnO 나노입자를 이용하여 양자점 발광소자를 제작한 결과, ZnO 나노입자의 감소된 oxygen vacancy로 인해 발광층으로의 전자수송능력이 증대되어 휘도 및 전류효율 특성이 향상되는 결과를 확보함
○ 또한, Colloidal 합성 방법을 바탕으로 Red, Green 및 Blue 양자점을 합성하고 무기리간드로의 치환 및 금속산화물 계열의 Al₂O₃ shell을 형성하여 양자점 간의 전하이동 향상 및 신뢰성 향상 도모함
○ 표면개질된 양자점을 이용하여 양자점 발광소자를 제작한 결과, 양자점간의 향상된 전하이동 특성과 광 안정성 특성은 휘도 및 전류효율 특성을 향상시켰으며, 발광소자의 신뢰성 특성 또한 향상된 결과를 확보함
○ 향상된 백색광 양자점 발광소자를 제작하기 위해 Red와 Green 양자점에 비해 낮은 발광 효율 특성을 나타내는 Blue 양자점의 단점을 극복하기 위한 방법으로 Blue 발광 폴리머를 첨가하여 양자점으로의 향상된 에너지 전달 특성 및 신뢰성 특성 확보함
○ QDLET 단위소자는 gate 인가전압(V_G)에 따라 발광층에 사용되는 양자점과 source 전극간의 전위장벽을 제어하고 이를 통해 drain current (I_DS)를 제어하는 동작특성 확인

□ 연구결과의 활용계획
○ 본 연구팀은 나노입자, 양자점 합성 및 이를 응용한 표면개질 기술과 QDLED 단위소자 기술을 접목하여 무기형 나노소재 기반의 QDLET (quantum dots based light-emitting transistor)를 구현하였으며 그에 따른 특성을 확보함
○ 이러한 소재-소자간의 융합연구 뿐만 아니라 소자-소자 간의 융합연구는 OLED 디스플레이, 양자점 디스플레이를 잇는 차세대 디스플레이로의 응용으로 추진할 예정임
○ 인쇄전자 기술의 가장 큰 시장인 OLED와 TFT의 기술력이 요구되는 QDLET 기술을 확보함에 따라 세계 디스플레이 시장에서 우수한 기업인 삼성 및 LG를 포함한 디스플레이 기업으로의 기술 이전을 시행할 예정
○ 새로운 융합 및 신규 응용 시장을 창출할 수 있는 블루오션 기술로 판단됨에 따라 생산성 증가와 재료비용 절감을 통한 기술 경쟁력을 확보하고자 함

(출처 : 연구결과 요약문 4p)

Abstract ▼

□ Purpose& contents
○ OLED is commercialized mainly by vacuum evaporation method using monomolecular, but it still lacks material durability due to problems such as oxidation stability, and it is necessary to further process moisture barrier film such as encapsulation.
○ Furthermore, it is nec

□ Purpose& contents
○ OLED is commercialized mainly by vacuum evaporation method using monomolecular, but it still lacks material durability due to problems such as oxidation stability, and it is necessary to further process moisture barrier film such as encapsulation.
○ Furthermore, it is necessary to study the large-scale and long-term stability for display backplace through fusion such as inorganic-type nanomaterials-based unit device design and TFT circuit.
○ Strategic research is urgent to acquire technology that maxmizes flexibility by introducing non-contact printing electronic process technology in device process through fusion research, and to prevail technology advantage of next generation display through productivity increase and material const reduction.
○ In this research, QDLET based on inorganic nanmaterials is implement by combining nanoparticles synthesis technology and QDLED unit device technology to secure original technology

□ Result
○ ZnO nanoparticles were synthesized by sol-gel method and surface modification was performed to remove oxygen vacancy, which is a problem of ZnO nanoparticles
○ As a result of fabricating quantum dot light-emitting devices using surface – modified ZnO nanoparticles, the reduced oxygen vacancy of ZnO nanoparticles increased the electron transporting ability to the luminescent layer, resulting in improved luminance and current efficiency characteristics.
○ In addition, based on the colloidal synthesis method, red, green and blue quantum dots are synthesized and replaced with inorganic ligands and metal oxide-based Al2O3 shells are formed to improve charge transfer and reliability of quantum dots.
○ As a result of fabricating the quantum dot light emitting device using the surface modified quantum dot, the improved charge transfer characteristics and the light stability characteristics between the quantum dots improved the luminance and current efficiency characteristics and obtained the improved reliability characteristics of the light emitting device.
○ In order to fabricate an improved white light quantum dot luminescent device, Blue luminescent polymer was added to overcome the disadvantages of Blue quantum dot, which exhibits lower luminescence efficiency characteristics than red and green quantum dots, thereby obtaining enhanced energy transfer characteristics and reliability characteristics to quantum dots.
○ The QDLET unit device controls the potential barrier between the quantum dot and the source electrode used in the light emitting layer according to the gate applied voltage (VG) and controls the drain current (IDS)

□ Expected Contribution
○ We have implemented QDLET (quantum dots based light-emitting transistor) based on inorganic nanomaterials by combining nanoparticle, quantum dot synthesis and surface modification technology applied with QDLED unit device technology and secured characteristics accordingly
○ In addition to research on conversion between materials and devices, research on fusion between devices and devices is expected to be applied to OLED displays and next-generation displays connecting quantum dot displays.
○ We will transfer technology to display companies including Samsung and LG, which are excellent companies in the global display market, by acquiring OLED and QDLET technology, which is the biggest market of printed electronics technology.
○ It is determined to be a blue ocean technology that can create new convergence and new application market. Therefore, we want to secure technological competitiveness through productivity increase and material cost reduction.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 8
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 14
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 31
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 33
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 34
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 35
• 8. 참고문헌 ... 36
• 9. 연구성과 ... 37
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 46
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 46
• 12. 기타사항 ... 47
• 별첨1. 대 표 연 구 실 적 ... 48
• 별첨2. 세부 목표 관련 증빙 ... 62
• 끝페이지 ... 70